SOTRAS report no. 3. PESTRAS: A one dimensional model for assessing leaching and accumulation of pesticides

Abstract

Schattingen zijn nodig van de gevoeligheid van de Nederlandse bodems voor pesticide uitspoeling naar het grondwater. De belangrijkste processen die de uitspoeling van deze stoffen beinvloeden zijn omzetting, sorptie, opname en transport. Aangezien de interactie tussen deze processen complex en niet-lineair is, zijn dynamische, proces georienteerde simulatie modellen onmisbaar bij het maken van deze voorspellingen. Het model moet voldoen aan de volgende eisen: (i) modulaire opzet waardoor de model ontwikkeling en het onderhoud beheersbaar blijft, (ii) het model moet eenvoudig te koppelen zijn aan een GIS, (iii) het model moet toepasbaar zijn voor alle belangrijke combinaties van bodemtype, gewastype en pesticiden en (iv) het model moet aan hoge kwaliteitseisen m.b.t. ontwerp, documentatie, validatie en beheer voldoen. In dit kader is het model PESTRAS ontwikkeld. Dit model is opgebouwd uit bestaande submodellen, n.l. het bodemwater transportmodel SWIF, het warmte transport submodel van ILWAS en het pesticide transport- en accumulatiemodel PESTLA. Alle submodellen werden aangepast, zodat deze voldoen aan de vier boven vermelde eisen. Dit rapport beschrijft de model formuleringen, het numerieke schema en geeft richtlijnen m.b.t. de toepassing van het model (installatie, invoer en verwerking van de uitvoer). Verder geeft het rapport voorbeelden van model uitvoer en worden de resultaten van een gevoeligheids analyse beschreven. The regionalisatie en de afleiding van de data worden in een apart rapport beschreven.<br>

Estimates are needed to assess the vulnerability of the soils in the Netherlands to pesticide leaching. The most important processes determining the ultimate fate of pesticides are degradation, sorption, uptake and transport. As the interaction between these processes is complex and non-linear, the use of a process oriented, dynamic simulation model in prediction and spatial interpolation is indispensible. The model must meet the following requirements: (i) it must have a modular set-up to facilitate model development and maintenance, (ii) it must be easy to link the model to an external environment, in particular GIS, (iii) the model must be applicable to all relevant major combinations of soil type, land use and pesticides and (iv) the model must confirm to high quality standards with respect to design, documentation, validation and configuration management. In this context, the dynamic process oriented model PESTRAS was developed at RIVM. The model is built from existing submodels, i.e. the soil water transport submodel SWIF, the heat transport submodel of ILWAS and the pesticide leaching and accumulation model PESTLA. The existing submodels were adapted to meet the above mentioned requirements. This report summarizes the model principles, describes the numerical scheme, provides guidelines for model use, gives examples of model output for a case study on a maize plot on a sandy soil and describes the results of a sensitivity analysis. The method for regionalization and the data derivation for this purpose will be described in a seperate report.<br>